CN214254281U

CN214254281U - 带有高抗短路结构的高压直流继电器

Info

Publication number: CN214254281U
Application number: CN202120114267.9U
Authority: CN
Inventors: 周康平
Original assignee: Churod Electronics Co ltd
Current assignee: Sensata Technology (Wuhu) Co.,Ltd.
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2031-01-15

Abstract

本实用新型涉及继电器技术领域，具体公开了一种带有高抗短路结构的高压直流继电器，包括顶部穿设有静触头且顶部内侧面设有第一导磁块的壳体；由与壳体内底面抵接的绝缘板、与绝缘板固定连接的推杆、与绝缘板连接且顶部一体成型有顶板的固定架、收容于固定架内部且一端与绝缘板连接的弹簧、穿设固定架并与弹簧另一端抵接的第二导磁块及穿设固定架并设于固定架的顶板与第二导磁块之间的动触头组成的推杆组件；与壳体外底面连接并收容有与推杆驱动连接的动铁芯的密封管，动铁芯受激励时推动推杆并依序带动绝缘板、弹簧及第二导磁块运动，使得动触头接触或离开静触头。上述继电器的固定架一体成型，降低了加工难度和生产成本，提升了产品的电气性能。

Description

带有高抗短路结构的高压直流继电器

技术领域

本实用新型涉及继电器技术领域，特别是涉及一种带有高抗短路结构的高压直流继电器。

背景技术

中国实用新型专利CN 210142625 U公开了一种高容量继电器的抗短路结构，该抗短路结构通过设置第一导磁块和第二导磁块，当继电器中的线圈激励时，推动组件将朝向静触头运动，动簧片的两端将分别与两个静触头抵接以使得第一导磁块与第二导磁块抵接。随着超程的进行，弹性件继续压缩，而由于第一导磁块设置于罩体的顶部内侧面，第一导磁块与第二导磁块的位置关系及磁气隙不会因超程的继续而发生改变，即超程的增大不会影响第一导磁块与第二导磁块之间的磁吸力和继电器的抗短路功能，从而解决了超程与磁气隙之间的矛盾关系。然而在该抗短路结构中，对第二导磁块及动触头限位的固定架由与绝缘板连接的U型架以及设置在该U型架开口部位的止位片共同组成，继电器的推杆组件涉及的零部件较多，且需要将该止位片铆接在U型架上，工艺复杂，增大了继电器的生产成本；此外，该继电器的U型架的宽度较大，具体的，在该U型架上沿动触头的长度方向设置有凸耳以形成用于限定动触头位置的支撑臂，如此，为了保证该支撑臂与静触头的引出端之间具有预定距离，以避免电弧连通，需要将静触头向壳体的边缘移动，即增大了两静触头之间的距离，这样一来，为了适应静触头的位置及尺寸等，需要增大壳体的尺寸，从而增大了继电器的成本且不利于继电器小型化的发展，一定程度制约了继电器产品的市场竞争力。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统高压直流继电器的不足，提供一种带有高抗短路结构的高压直流继电器。

一种带有高抗短路结构的高压直流继电器，该高压直流继电器包括：

壳体，所述壳体的顶部穿设有分别用于与外部电源装置及电气设备电连接的静触头，所述壳体的顶部内侧面设有第一导磁块；

推杆组件，包括收容于所述壳体内腔并与所述壳体的内底面抵接的绝缘板、与所述绝缘板固定连接的推杆、与所述绝缘板上背向所述推杆的一侧连接且顶部一体成型有顶板的固定架、收容于所述固定架内部且一端与所述绝缘板连接的弹簧、穿设所述固定架并与所述弹簧的另一端抵接的第二导磁块以及穿设所述固定架并设于所述固定架的顶板与所述第二导磁块之间的动触头，所述第一导磁块与所述第二导磁块共同用于形成磁通，所述动触头可沿所述壳体的高度方向相对于所述壳体的内壁移动；

密封管，所述密封管与所述壳体的外底面连接并收容有与所述推杆驱动连接的动铁芯，所述动铁芯受激励时推动所述推杆运动，并依序带动所述绝缘板、所述弹簧及所述第二导磁块运动，以使得所述动触头接触或离开所述静触头。

在其中一个实施例中，所述第一导磁块的厚度大于所述第二导磁块的厚度。

在其中一个实施例中，所述第二导磁块的竖截面呈U型结构，包括相互平行的两竖部以及连接两所述竖部并与所述动触头配合的横部。

在其中一个实施例中，两所述竖部与所述动触头的两边侧间隙配合。

在其中一个实施例中，两所述竖部分别对应与所述动触头的两边侧凹凸配合。

在其中一个实施例中，所述横部的底部设有与所述弹簧限位配合的凸起。

在其中一个实施例中，所述横部上背向所述凸起的一面凹陷形成限位槽，所述动触头的底部设有卡块，所述卡块嵌入所述限位槽以限定所述动触头在所述横部平面的自由度。

在其中一个实施例中，所述固定架的顶板的两个相对边侧设有用于收容所述第二导磁块的卡位。

在其中一个实施例中，所述壳体的内表面的顶部开设有用于嵌设所述第一导磁块的卡槽。

在其中一个实施例中，所述卡槽的内表面设有与所述第一导磁块间隙配合的凸筋。

实施本实用新型的带有高抗短路结构的高压直流继电器，在固定架的顶部一体成型有顶板，该顶板取代了传统高压直流继电器的止位片，使得高压直流继电器的总体结构更加简单；且省去了将止位片铆接在固定架上的工序，简化了高压直流继电器的加工工序、提高了其装配效率并降低了高压直流继电器的生产成本；通过弹簧抵接第二导磁块以压紧动触头，无需再额外设置凸耳对动触头限位，减小了固定架的整体宽度，在壳体宽度一定的条件下，避免了电弧连通，从而提升了产品的电气性能，换言之，在避免电弧连通保证高压直流继电器安全使用的同时，可以适当的减小壳体宽度，从而促进了高压直流继电器小型化的发展。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例中高压直流继电器的剖面结构示意图；

图2为图1所示实施例中高压直流继电器的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型的一实施例中壳体的结构示意图；

图4为本实用新型的一实施例中第一导磁块与第二导磁块的工作原理图；

图5本实用新型的一实施例中推杆组件的结构示意图；

图6本实用新型的一实施例中第二导磁块一视角下的结构示意图；

图7本实用新型的一实施例中第二导磁块另一视角下的结构示意图；

图8本实用新型的一实施例中动触头的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请结合图1与图2，本实用新型一种带有高抗短路结构的高压直流继电器10，该高压直流继电器10包括壳体100、推杆组件200以及收容有动铁芯400的密封管300，壳体100的顶部穿设有分别用于与外部电源装置及电气设备电连接的静触头，具体的，静触头包括用于由外部电源装置接入电流的进线静触头110以及用于向外部电气设备传输电流的出线静触头120，壳体100的顶部内侧面设有第一导磁块130。推杆组件200包括收容于壳体100内腔并与壳体100的内底面抵接的绝缘板210、与绝缘板210固定连接的推杆220、与绝缘板210上背向推杆220的一侧连接且顶部一体成型有顶板的固定架230、收容于固定架230内部且一端与绝缘板210连接的弹簧240、穿设固定架230并与弹簧240的另一端抵接的第二导磁块250以及穿设固定架230并设于固定架230的顶板与第二导磁块250之间的动触头260，第一导磁块130与第二导磁块250共同用于形成磁通，动触头260可沿壳体100的高度方向相对于壳体100的内壁移动。密封管300与壳体100的外底面连接并收容有与推杆220驱动连接的动铁芯400，动铁芯400受激励时推动推杆220运动，并依序带动绝缘板210、弹簧240及第二导磁块250运动，以使得动触头260接触或离开静触头。

实施本实用新型的带有高抗短路结构的高压直流继电器10，在固定架230的顶部一体成型有顶板，该顶板取代了传统高压直流继电器10的止位片，使得高压直流继电器10的总体结构更加简单；且省去了将止位片铆接在固定架230上的工序，简化了高压直流继电器10的加工工序、提高了其装配效率并降低了高压直流继电器10的生产成本；通过弹簧240抵接第二导磁块250以压紧动触头260，无需再额外设置凸耳对动触头260限位，减小了固定架230的整体宽度，在壳体100宽度一定的条件下，避免了电弧连通，从而提升了产品的电气性能，换言之，在避免电弧连通保证高压直流继电器10安全使用的同时，可以适当的减小壳体100宽度，从而促进了高压直流继电器10小型化的发展。

壳体100用于将进线静触头110与出线静触头120经由动触头260导通时产生的电弧同外部环境隔离开来，以提高了继电器使用的安全性。一实施例中，壳体100包括陶瓷罩壳140以及与陶瓷罩壳140的开口部位高温钎焊连接的过渡块150，陶瓷罩壳140用于阻断电弧产生的金属飞溅物对壳体100内表面的灼烧，以进一步提升继电器使用的安全性。进一步的，请参阅图3，一实施例中，壳体100的内表面的顶部开设有用于嵌设第一导磁块130的卡槽160。优选的，卡槽160的内表面设有与第一导磁块130间隙配合的凸筋170，该凸筋170用于限制第一导磁块130的运动，在第一导磁块130装设在壳体100上后，凸筋170上局部与第一导磁块130配合，易于控制凸筋170的尺寸，降低了第一导磁块130的安装难度，在实际安装过程中，需在凸筋170与第一导磁块130之间填充胶水，以提升二者连接的稳定性。

推杆组件200用于在接通电流时动作以实现进线静触头110和出线静触头120的连接或分断。在继电器的工作过程中，动铁芯400在非激励时对推杆220无作用力，推杆220在自然状态下带动绝缘板210向靠近壳体100底部的方向移动，使得动触头260与由进线静触头110和出线静触头120组成的静触头断开。反之，在动铁芯400受激励时，动铁芯400推动推杆220及绝缘板210向靠近壳体100顶部的方向移动，使得动触头260与由进线静触头110和出线静触头120组成的静触头连通。

绝缘板210用于装设动触头260，以便于动触头260在推杆220运动时在绝缘板210的带动下动作，即实现动触头260与推杆220的间接连接，还用于实现动触头260与推杆220的绝缘隔离。一实施例中，绝缘板210由塑料制成，例如，绝缘板210可以由耐高温尼龙PA6T或PA10T等材料制成。固定架230用于限定动触头260的活动范围，弹簧240则用于缓冲继电器受冲击时产生的机械能，达到减震的目的，弹簧240还用于在动触头260与进线静触头110及出线静触头120接触时，压紧动触头260，避免动触头260与进线静触头110及出线静触头120接触连接部位松动，以提升继电器的可靠性。

需要说明的是，高压直流继电器10往往应用在需要高电压的用电环境，如新能源汽车中，此处以新能源汽车的使用场景进行举例说明。在新能源电动汽车的实际使用中，当汽车处于急加速、爬坡等场景时，汽车系统回路的电流会瞬时增加，例如瞬时电流达到额定电流的6倍、8倍乃至10倍等，如电流值达到2KA、2.5KA，在此情况下，如果遇到突发情况，需要高压直流继电器10能够可靠的切断并保证继电器功能正常，此为产生异常大电流的工况；当新能源电动汽车的电池回路发生短路时，系统回路的电流会急剧增加，例如电流达到8KA、10KA、甚至20KA等，在此情况下，需要继电器能够短时承受瞬时大电流，亦即短路电流，例如承受大电流5ms，在大电流通过后，可以允许继电器触头发生粘接，此为产生短路大电流的工况。也就是说，在新能源电动汽车的工作中，要求高压直流继电器10能够可靠切断异常大电流并承受短路大电流。

对于传统的高压直流继电器来说，当高压直流继电器内流经大电流时，动触头260与静触头接触处会产生一个驱使动触头260脱离静触头的电动斥力，该电动斥力不利于动触头260与静触头连接部位的接触的稳定性。结合图4，在本实施例中，将第一导磁块130固定于壳体100内部，当动触头260流经电流时，第一导磁块130与第二导磁块250会被磁化，彼此会产生吸力，第一导磁块130对推杆组件200产生的吸力指向壳体100顶部，亦即电磁吸力，当大电流产生时，该电磁吸力可以克服电动斥力，从而使动触头260压紧静触头，以助于动触头260跟静触头稳定接触。根据毕奥沙法尔定律以及左手定则可知，当电流越大时，电磁吸力也越大，在产生“异常大电流”时，由于需要切断继电器，也就是实现动触头260与静触头的可靠分断，需要降低电磁吸力，而对于“短路大电流”，由于动触头260与静触头之间的电动斥力很大，要保证动触头260稳定接触静触头，需要电磁吸力尽可能的大。因此，上述两种工况的“电磁吸力”存在矛盾，为了解决上述矛盾，需要对第一导磁块130与第二导磁块250的厚度进行选配，基于相关的物理理论，结合仿真分析以及相关的实验验证得出，为了保证高压直流继电器10能够可靠切断异常大电流并承受短路大电流，需要使得第一导磁块130的厚度要大于第二导磁块250的厚度，例如第一导磁块130的厚度为第二导磁块250的厚度的2.5倍～3倍，在本实施例中，第一导磁块130的厚度为第二导磁块250的厚度的3倍。

请结合图5与图6，一实施例中，第二导磁块250的竖截面呈U型结构，包括相互平行的两竖部251以及连接两竖部251并与动触头260配合的横部252。在本实施例中，两竖部251与动触头260的两边侧间隙配合。在另一实施例中，两竖部251分别对应与动触头260的两边侧凹凸配合，例如，两竖部251的内壁面分别开设有凹孔，动触头260上对应两竖部251的位置设有与凹孔配合的凸包，或在两竖部251的内壁面设置凸点，在动触头260上对应两竖部251的位置设置与凸点配合的凹槽，从而实现第二导磁块250与动触头260的配合连接。

请结合图5与图6，一实施例中，横部252的底部设有与弹簧240限位配合的凸起253，弹簧240套设于凸起253并与横部252的底面抵接配合，避免弹簧240从第二导磁块250上脱落，以提升弹簧240与第二导磁块250连接的稳定性。进一步的，请结合图7与图8，一实施例中，横部252上背向凸起253的一面凹陷形成限位槽254，动触头260的底部设有卡块261，卡块261嵌入限位槽254以限定动触头260在横部252平面的自由度，亦即，用于限定动触头260沿非壳体100高度方向的周向运动，这样，动触头260通过卡块261与第二导磁块250限位配合，避免动触头260与第二导磁块250连接处断开，从而提升二者连接的稳定性以及高压直流继电器10结构的可靠性。

请再次参阅图2，一实施例中，固定架230的顶板的两个相对边侧设有用于收容第二导磁块250的卡位231，如此，当第二导磁块250卡设在固定架230上的卡位231时，第二导磁块250通过卡位231与固定架230间隙配合，不易相对于固定架230晃动，从而提升了第二导磁块250与固定架230连接的稳定性，进而保证了高压直流继电器10工作的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种带有高抗短路结构的高压直流继电器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于，所述第一导磁块的厚度大于所述第二导磁块的厚度。

3.根据权利要求2所述的高压直流继电器，其特征在于，所述第二导磁块的竖截面呈U型结构，包括相互平行的两竖部以及连接两所述竖部并与所述动触头配合的横部。

4.根据权利要求3所述的高压直流继电器，其特征在于，两所述竖部与所述动触头的两边侧间隙配合。

5.根据权利要求3所述的高压直流继电器，其特征在于，两所述竖部分别对应与所述动触头的两边侧凹凸配合。

6.根据权利要求3所述的高压直流继电器，其特征在于，所述横部的底部设有与所述弹簧限位配合的凸起。

7.根据权利要求6所述的高压直流继电器，其特征在于，所述横部上背向所述凸起的一面凹陷形成限位槽，所述动触头的底部设有卡块，所述卡块嵌入所述限位槽以限定所述动触头在所述横部平面的自由度。

8.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于，所述固定架的顶板的两个相对边侧设有用于收容所述第二导磁块的卡位。

9.根据权利要求1至8任一项所述的高压直流继电器，其特征在于，所述壳体的内表面的顶部开设有用于嵌设所述第一导磁块的卡槽。

10.根据权利要求9所述的高压直流继电器，其特征在于，所述卡槽的内表面设有与所述第一导磁块间隙配合的凸筋。